briket-arang-dan-arang-aktif-dari-limbah-tongkol-jagung.pdf

8/10/2019 Briket-Arang-Dan-Arang-Aktif-Dari-Limbah-Tongkol-Jagung.pdf

1/50

1

LAPORAN PENELITIAN

PENGEMBANGAN PROGRAM STUDI

DANA PNBP TAHUN ANGGARAN 2012

BRIKET ARANG DAN ARANG AKTIF

DARI LIMBAH TONGKOL JAGUNG

Prof. DR. Ishak Isa, M.Si

Haris Lukum

Irfan H, Arif

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA

UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO

OKTOBER 2012


2/50

2

ABSTRAK

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian adalah memanfaatkan limbah tongkol

jagung menjadi briket arang sebagai energialternatif ramah lingkugan, dan arangaktif sebagai bioabsorben pada penyaringan minyak goreng bekas, serta

meminimalisasi limbah tongkol jagung. Metode yang digunakan adalah metode

karbonasi untuk pembuatan arang tongkol jagung baik untuk bahan baku

pembuatan briket maupun arang aktif dengan menggunakan tungku pengarangan.

Proses selanjutnya untuk pembuatan briket yaitu dengan menambahkan perekat

pada arang tongkol jagung yang telah dihaluskan, kemudian dicetak dengan

bentuk silender dengan bantuan alat pengepres. Untuk pembuatan arang aktif

dilanjutkan dengan proses aktifasi dari arang tongkol jagung baik dengan cara

kimia yaitu menambahkan larutan NaOH maupun cara fisika yaitu dengan

memanaskan dalam tungku furnace pada suhu tinggi yaitu 650oC 850oC. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa kalor yang dihasilkan berkisar 2912 kal/gram 6757 kal/gram sehingga briket arang yang dihasilkan dapat digunakan sebagai

energi alternatif pengganti bahan bakar minyak dan gas untuk keperluan rumah

tangga. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa arang aktif yang dihasilkan

dapat digunakan sebagai bioabsorben pada penyaringan minyak goreng bekas. Hal

ini terlihat dari penurunan FFA, angka peroksida, dan angka penyabunan pada

minyak yang dimurnika.

Kata kunci: Tongkol jagung, briket arang, arang aktif, karbonasi, minyak goreng

bekas.


3/50

3

HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Penelitian : Briket Arang Dan Arang Aktif Dari Limbah Tongkol

Jagung

2. Ketua Penelitia. Nama Lengkap : Prof. DR. Ishak Isa, M.Si

b. Jenis Kelamin : Laki-laki

c. NIP : 19610526 198703 1 005

d. Jabatan Struktural : -

e. Jabatan fungsional : Guru Besar

f. Fakultas/Jurusan : MIPA/Kimia

g. Pusat Penelitian : ...................................................................

h. Alamat : Jl. Jend. Sudirman No.6 Kota Gorontalo

i. Telpon/Faks : 0435 - 827213

j. Alamat Rumah : Jl. Jend. Sudirman No. 38 Limboto

k. Telpon/Faks/E-mail : 0435 880074; [email protected]

3. Jangka Waktu Penelitian : 6 bulan

4. Pembiayaan

Jumlah biaya yang diajukan : Rp 24.245.000,-

Gorontalo, Oktober 2012

Mengetahui,Dekan FMIPA Ketua Peneliti,

Prof. DR. Evi Hulukati, M.Pd Prof. DR. Ishak Isa, M.Si

NIP.19600530 198603 2 001 NIP. 19610526 198703 1 005

Menyetujui,

Ketua Lembaga Penelitian

DR. Fitryane Lihawa, M.Si

NIP. 196912091993032001


4/50

4

KATA PENGANTAR

Pujisyukurkehadirat Allah SWT karena hanya dengan ijin dan ridhaNya

sehingga peneliti dapat menyelesaikan penelitian ini. Penelitian ini didasari dari

pengamatan lapang oleh peneliti yang mana begitu banyak limbah tongkol jagung

yang hanya dibiarkan dan dibakar oleh petani saat pasca panen. Dengan dasar

inilah peneliti melakukan penelitian dengan judul Briket Arang dan Arang Aktif

dari Limbah Tongkol Jagung. Penelitian merupakan penelitian payung yang

dilakukan oleh mahasiswa S1 kimia dengan judul Pemanfaatan Arang Briket

Limbah Tongol Jahung Sebagai Bahan Bakar Alternatif dan Potensi Limbah

Tongkol Jagung Sebagai Arang Aktif Pada Pemurnian Minyak Goreng Bekas

Melalui kesempatan ini peneliti mengucapkan terima kasih kepada

Rektor yang telah memberikan dana penelitian melalui pengembangan program

studi tahun anggaran 2012. Tidak lupa juga peneliti menyampaikan terima kasih

kepada Pimpinan Lembaga Penelitian dan seluruh staf yang telah memberikan

kesempatan kepada peneliti, dan semua pihak yang telah terlibat dalam penelitian.

Akhirnya kami mengharapkan kritikan dan masukan demi kesempurnaan

pebelitian ini.


5/50

5

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL..... i

ABSTRAK.... ii

LEMBAR PENGESAHAN... iii

KATA PENGANTAR... iv

DAFTAR ISI. v

DAFTAR TABEL..... vii

DAFTAR GAMBAR.... viii

DAFTAR LAMPIRAN. ix

BAB I. PENDAHULUAN. 1

1.1. Latar Belakang... 1

1.2. Identifikasi Masalah... 3

1.3. Perumusan Masalah... 4

1.4. Tujuan Penelitian... 4

1.5. Manfaat Penelitian. 4

BAB II. KERANGKA TEORI 6

2.1. Deskripsi Teoritik...... 6

2.1.1. Briket Arang........... 6

2.1.2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi sifat Bariket Arang.. 6

2.1.3. Syarat dan Kriteria Briket yang Baik.. 9

2.1.4. Arang Aktif. 10

2.2. Kerangka Berpikir.. 12

BAB III. METODE PENELITIAN.. 13

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian. 133.2. Alat dan Bahan Yang Digunakan... 13

3.3. Cara Kerja.. 13

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. 17

4.1. Briket Arang... 17

4.1.1. Kadar Air. 17

4.1.2. Kadar Abu... 19

4.1.3. Dekomposisi Senyawa Volatile.. 20

4.1.4. Kadar Karbon Terikat. 21

4.1.5. Nilai Kalor (HV). 22

4.1.6. Uji Kepatan Briket.. 23


6/50

6

4.2. Arang Aktif 25

4.2.1. Pembuatan Arang Aktif.. 25

4.2.2. Pemurnian Minyak Goreng Bekas 25

4.2.2.1. Asam Lemak Bebas (FFA) 27

4.2.2.2. Angka Peroksida 294.2.2.3. Angka Penyabunan 32

4.2.2.4. Daya Serap Arang Aktif Terhadap Larutan Iod 34

BAB V. PENUTUP. 36

1. Simpulan... 36

2. Saran. 36

DAFTAR PUSTAKA 37

L A M P I R A N... 39


7/50

7

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Data Pengukuran Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang Tong-

kol... 17

Tabel 4.2. Asam Lemak Bebas (FFA) Sebelum dan Sesudah Pemurnian. 28

Tabel 4.3. Angka Peroksida Sebelum dan Sesudah Pemurnian 30

Tabel 4.4. Angka Penyabunan Sebelum dan Sesudah Pemurnian 33

Tabel 4.5. Hubungan Antara Konsentrasi Larutan dengan Daya Adsorp-

si Terhadap Larutan Iodium 34


8/50

8

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 3.1. Bagan Alur Pembuatan Briket Arang dan Arang Aktif 16

Gambar 4.1. Grafik Kadar Air Pada Briket Tongkol Jagung 18

Gambar 4.2. Grafik Kadar Abu Pada Briket Tongkol Jagung.. 19

Gambar 4.3. Grafik Dekomposisi Senyawa Volatil Briket Tongkol

Jagung........ 20

Gambar 4.4. Grafik Karbon Terikat Tiap Briket Arang Tongkol

Jagung 22

Gambar 4.5. Grafik Nilai Kalor Pada Briket Arang Tongkol Jagung... 23

Gambar 4.6. Grafik Uji Fisik Kerapatan Briket Arang Tongkol

Jagung 24

Gambar 4.7. Reaksi Pembentukan Asam Lemak Bebas..... 27

Gambar 4.8. Grafik Hubungan % FFA Sebelum dan Sesudah

Pemurnian.. 29

Gambar 4.9. Grafih Hubungan Angka Peroksida Sebelum dan

Sesudah Pemurnian............................................................ 31

Gambar 4.10. Reaksi Pembentukan Peroksida. 31

Gambar 4.11. Reaksi Pemutusan Lemak Netral Menjadi Gliserol dan

Asam Lemak.. 32

Gambar 4.12. Grafik Hubungan Angka Penyabunan Sebelum dan

Sesudah Pemurnian 34

Gambar 4.13. Grafik Hubungan Konsentrasi Larutan NaOH dengnDaya Adsorpsi Arang Aktif Terhadap Larutan I2.. 35


9/50

9

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Foto Peralatan dan Kegiatan Penelitian......... 48


10/50

10

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan negara yang kaya akan sumberdaya alam yang

sangat berlimbah, baik sumberdaya alam yang dapat diperbaharui maupun tidak

dapat diperbaharui. Sumberdaya alam yang dapat diperbaharui seperti: ekosistem

hutan, ekosistem hewan sedangkan sumber daya yang tidak dapat diperbaharui

seperti: minyak bumi, batubara, pertambangan emas, perak dan lain-lain.

Jagung merupakan salah satu komoditi unggulan provinsi Gorontalo,

dimana produksi jagung gorontalo dari tahun ketahun mengalami peningkatan.

Disamping untuk memenuhi kebutuhan hidup masyarakat gorontalo, jagung juga

telah dieksport ke luar negeri seperti Malaysia dan Singapura untuk bahan baku

berbagai produk seperti tepung jagung (maizena), pati jagung, minyak jagung, dan

pakan ternak. Dari setiap panen jagung diperkirakan jagung (rendemen) yang

dihasilkan sekitar 65%, sementara 35% dalam bentuk limbah berupa batang, daun,

kulit, dan tongkol jagung (Anonimous, 2003).

Badan Pusat informasi jagung Provinsi Gorontalo (BPIJ) melaporkan

bahwa luas lahan pertanian jagung di Provinsi Gorontalo pada tahun dari 2007

sekitar 136.087 Ha dengan hasil produksi 572.785 ton, dan pada tahun 2010

sekitar 164.999 Ha dengan hasil produksi mencapai 679.168 ton. Tingginya

produksi jagung tiap tahunnya berdampak pada tingginya limbah yang dihasilkan

terutama limbah tongkol jagung. Limhah yang dihasilkan pasca panen jagung ini

hanya terserap sedikit sekali digunakan sebagai pupuk dan bahan bakar memasak


11/50

11

penduduk di sekitar pertanian, karena cara yang paling mudah dan bisa dilakukan

petani untuk menangani limbah tersebut adalah dengan membakarnya.

Dari pengamatan lapangan ditemukan bahwa hasil samping berupa kulit,

batang, daun, dan tongkol jagung tidak termanfaatkan dan dibuang atau dibakar,

sementara daun dan batang yang masih muda dijadikan bahan pakan ternak.

Diketahui bahwa dari tongkol jagung yang dihasilkan sangat kaya akan

karbohidrat yang dapat digunakan atau diolah menjadi produk yang bermanfaat

dan bernilai ekonomi untuk kehidupan manusia. Dengan pemanfaatan teknologi,

sebenarnya limbah tongkol jagung yang hanya dibuang dan dibakar dapat

dikembangkan menjadi suatu produk yang lebih bernilai ekonomi yaitu diantara-

nya dijadikan sebagai briket arang dan bahan baku pembuatan arang aktif.

Briket Arang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk

menggantikan bahan bakar minyak dan gas dalam kegiatan industri dan rumah

tangga. Briket arang merupakan bentuk energi terbarukan dari biomassa yang

berasal dari tumbuhan atau tanaman yang saat ini sangat banyak tersedia di

lingkungan. Dilain pihak, Indonesia sebagai negara agraris banyak menghasilkan

limbah pertanian yang kurang termanfaatkan. Limbah pertanian yang merupakan

biomassa tersebut merupakan sumber energi alternatif yang melimpah dengan

kandungan energi yang relatif besar. Limbah pertanian tersebut dapat diolah

menjadi suatu bahan bakar padat buatan sebagai bahan bakar alternatif yang

disebut briket. Hampir di seluruh wilayah Indonesia terdapat lahan pertanian

jagung, karena tanaman ini dapat tumbuh di seluruh wilayah Indonesia baik

dataran tinggi maupun rendah termasuk di Provinsi Gorontalo .


12/50

12

Arang aktif merupakan bahan yang banyak digunakan di industri farmasi

sebagai bahan absorben dan sebagai bahan pemucat (bleaching), di depot-depot

pengisian air mineral. Arang aktif dapat dibuat dari arang hasil pembakaran

biomassa dari tanaman seperti tempurung kelapa, kayu, sekam padi, serbuk kayu

gergaji, dan tongkol jagung. Ditinjau dari sisi ekonomi arang aktif dapat dijadikan

menjadi suatu usuha menambah pendapatan ekonomi keluarga.

Dengan memperhatikan prospek briket arang dan arang aktif yang cukup

cerah yang benilai ekonomi yang cukup tinggi, maka sangatlah perlu dilakukan

penelitian tentang pemanfaatan limbah tongkol jagung menjadi briket sebagai

energi alternatif pengganti bahan bakar minyak dan gas, serta menjadi bahan baku

pembuatan arang aktif.

1.2.Identifikasi Masalah

Berdasarkan pengamatan lapang teridentifikasi masalah sebagai berikut;

1. Produksi jagung di provinsi gorontalo dari tahun ketahun terus mengalami

peningkatan,

2. Limbah tongkol jagung yang dihasilkan tidak dimanfaatkan dan hanya

dibakar sehingga dapat menimbulkan permasalahan lingkungan,

3. Kurangnya pengetahuan masyarakat tentang pemanfaatan limbah tongkol

jagung untuk dibuat menjadi bahan yang lebih bernilai ekonomi.

4. Ketergantungan masyarakat pada penggunaan bahan bakar minyak dan gas

semakin tinggi, disisi lain makin langka dan menipisnya persediaan bahan

bakar minyak dan gas.

5.

Kurangnya pengetahuan masyarakat tentang pembuatan briket arang dan

arang aktif.


13/50

13

1.3.Perumusan Masalah

Dari identifikasi masalah tersebut di atas dapat dirumuskan masalah sebagai

berikut;

1. Bagaimanakah limbah tongkol jagung yang tidak dimanfaatkan bahkan hanya

dibakar agar dijadikan menjadi briket arang dan arang aktif,

2. Apakah briket arang yang dihasilkan dapat dijadikan sebagai energi alternatif

pengganti bahan bakar minyak dan gas,

3. Apakah arang aktif yang dihasilkan dapat digunakan sebagai absorben pada

penyaringan minyak goreng bekas.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini dapat diuraikan sebagai

berikut;

1.

Memanfaatkan limbah tongkol jagung menjadi briket arang dan arang aktif.

2. Dihasilkan briket arang yang dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif

pengganti bahan bakar minyak dan gas untuk keperluan rumah tangga

3. Dihasilkan arang aktif yang dapat digunakan sebagai absorben pada

penyaringan minyak goreng bekas maupun pada proses pengolahan air

minum.

1.5. Manfaat Penelitian

Bagi khalayak masyarakat pada umumnya dan lebih khusus para petani

jagung diharapkan kegiatan ini dapat dirasakan langsung dan dapat berguna untuk

meningkatkan pengetahuan dan keterampilan dalam membuat arang aktif serta


14/50

14

dapat menambah penghasilan dan meningkatkan kesejahteraan. Selanjutnya bagi

pemerintah daerah dan instansi terkait kegiatan ini merupakan bentuk pembinaan

secara tidak langsung dapat meringankan beban tugas dan fungsinya dalam

meningkatkan pelayanan kepada masyarakat petani khususnya petani jagung. Bagi

pelaksana kegiatan ini berguna bagi pengembangan ilmu terapan di masyarakat.


15/50

15

BAB II

KERANGKA TEORI

2.1. Deskripsi Teoritik

2.1.1. Briket Arang

Briket arang merupakan bahan bakar padat yang mengandung karbon,

mempunyai nilai kalori yang tinggi, dan dapat menyala dalam waktu yang lama.

Bioarang adalah arang yang diperoleh dengan membakar biomassa kering tanpa

udara (pirolisis). Sedangkan biomassa adalah bahan organik yang berasal dari

jasad hidup. Biomassa sebenarnya dapat digunakan secara langsung sebagai

sumber energi panas untuk bahan bakar,tetapi kurang efisien. Nilai bakar

biomassa hanya sekitar 3000 kal, sedangkan bioarang mampu menghasilkan 5000

kal (Seran, 1990).

Pirolisis adalah proses dekomposisi kimia dengan meggunakan pemanasan

tanpa adanya oksigen. Proses ini atau disebut juga proses karbonasi atau yaitu

proses untuk memperoleh karbon atau arang, disebut juga High Temperature

carbonization pada suhu 4500 C-5000C. Dalam proses pirolisis dihasilkan gas-

gas, seperti CO, CO2, CH4, H2, dan hidrokarbon ringan. Jenis gas yang dihasilkan

bermacam-macam tergantung dari bahan baku. Salah satu contoh pada pirolisis

dengan bahan baku batubara menghasilkan gas seperti CO, CO2, NOx, dan SOx.

Yang dalam jumlah besar, gas-gas tersebut dapat mencemari lingkungan dan

membahayakan kesehatan manusia baik secara langsung maupun tidak langsung.

Proses pirolisis dipengaruhi faktor-faktor antara lain: ukuran dan distribusi

partikel, suhu, ketinggian tumpukan bahan, dan kadar air.


16/50

16

Briket bioarang mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan arang biasa

(konvensional), antara lain:

a.

Panas yang dihasilkan oleh briket bioarang relatif lebih tinggi dibandingkan

dengan kayu biasa dan nilai kalor dapat mencapai 5.000 kalori (Soeyanto,

1982).

b. Briket bioarang bila dibakar tidak menimbulkan asap maupun bau, sehingga

bagi masyarakat ekonomi lemah yang tinggal di kota-kota dengan ventilasi

perumahannya kurang mencukupi, sangat praktis menggunakan briket

bioarang.

c. Setelah briket bioarang terbakar (menjadi bara) tidak perlu dilakukan

pengipasan atau diberi udara.

d. Teknologi pembuatan briket bioarang sederhana dan tidak memerlukan bahan

kimia lain kecuali yang terdapat dalam bahan briket itu sendiri.

e.

Peralatan yang digunakan juga sederhana, cukup dengan alat yang ada

dibentuk sesuai kebutuhan (Soeyanto, 1982).

Oleh karena itu perlu dikembangkan pembuatan briket bioarang dalam

upaya pemanfaatan limbah tongkol jagung. Untuk mencapai hal tersebut

dilakukan penelitian untuk menghasilkan briket bioarang yang berkualitas baik,

ramah lingkungan dan memiliki nilai ekonomis tinggi. Dengan manfaatkan

limbah tongkol jagung menjadi briket bioarang, maka diharapkan dapat

mengurangi pencemaran lingkungan, memberikan alternatif sumber bahan bakar

yang dapat diperbarui dan bermanfaat untuk masyarakat.


17/50

17

2.1.2Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket arang

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat briket arang adalah berat jenis

bahan bakar atau berat jenis serbuk arang, kehalusan serbuk, suhu karbonisasi,

dan tekanan pada saat dilakukan pencetakan. Selain itu, pencampuran formula

dengan briket juga mempengaruhi sifat briket (Erikson 2011). Adapun faktor-

faktor yang perluh diperhatikan dalam pembuatan briket atara lain:

1. Bahan baku

Briket dapat dibuat dari bermacammacam bahan baku, seperti ampas

tebu, sekam padi, serbuk gergaji kayu, dan bahan limbah pertanian. Bahan utama

yang terdapat bahan baku adalah selulosa. Semakin tinggi kandungan selulosa

maka semakin baik kualitas briket, briket yang mengandung zat terbuang terlalu

tinggi cenderung mengeluarkan asap dan bau tidak sedap.

2.

Bahan perekat

Untuk merekatkan partikel-partikel zat bahan baku pada proses pembuatan

briket maka diperlukan zat perekat sehingga dihasilkan briket yang kompak.

Bahan perekat dapat dibedakan atas 3 jenis:

a. Perekat organik

Perekat organik yang termaksud jenis ini adalah sodium silika,

magnesium, semen dan sulfit. Kerugian dari pengunaan perekat ini adalah

sifatnya meninggalkan abu sekam pembakaran.

b.

Bahan perekat tumbuh-tumbuhan

Jumlah bahan perekat yang dibutuhkan untuk jenis ini jauh lebih sedikit

bila dibandingkan dengan perekat hidrokarbon. Kerugian yang dapat ditimbul-

kan adalah arang cetak (briket) yang dihasilkan kurang tahan kelembaban.


18/50

18

c. Hidrokarbon dengan berat melekul besar

Bahan perekat jenis ini seringkali dipergunakan sebagai bahan perekat

untuk pembuatan arang cetak batu bara cetak. Dengan pemakaian bahan

perekat maka tekanan akan jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan briket

tanpa memakai perekat (Josep dan Hislop dalam Noldi, 2009). Dengan adanya

penguanaan bahan perekat maka ikatan antar partikel semakin kuat, butiran-

butiran arang akan saling mengikat yang menyebabkan air terikat pada pori-

pori arang (Komarayati dan Gusmailian dalam Noldi, 2009).

Penggunaan bahan perekat dimaksudkan untuk menahan air dan mem-

bentuk tekstur yang padat atau mengikat dua substrat yang direkatkan. Dengan

adanya bahan perekat maka susunan partikel makin baik, teratur dan lebih padat

sehingga dalam proses pengempaan keteguhan tekanan arang briket akan semakin

baik. Dalam penggunaan bahan perekat harus memperhatikan faktor ekonomi

maupun non-ekonominya (Silalahi dalam Noldi, 2009).

2.1.3. Syarat dan Kriteria Briket yang Baik

Syarat briket yang baik menurut Nursyiwan dan Nuryeti dalam Erikson

(2011) adalah briket yang permukaannya halus dan tidak meninggalkan bekas

hitam ditangan. Selain itu, sebagai bahan bakar, briket juga harus memenuhi

kriteria sebagai berikut:

1.

Mudah dinyalakan

2.

Tidak mengeluarkan asap

3. Emisi gas hasil pembakaran tidak mengandung racun


19/50

19

4. Kedap air dan hasil pembakaran tidak berjamur bila disimpan pada waktu

lama

5.

Menunjukkan upaya laju pembakaran (waktu, laju pembakaran, dan suhu

pembakaran) yang baik.

Briket adalah bahan bakar padat yang dapat digunakan sebagai sumber

energi alternatif yang menpunyai bentuk tertentu. Kandungan air pada pembriket-

an antara (10-20)% berat, Ukuran perbandingan dari (20100) gram. Pemilihan

proses pembriketan tentunya mengacu pada segmen pasar agar memperoleh nilai

ekonomi, teknis lingkungan yang optimal. Pembriketan bertujuan untuk memper-

oleh suata bahan bakar yang berkualiatas yang dapat digunakan untuk semua

sektor sebagai sumber energi pengganti.

2.1.4. Arang Aktif

Arang aktif merupakan suatu padatan yang mengandung 85-95% karbon,

dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada

suhu tinggi maupun diaktifasi dengan bahan-bahan kmia (aktifator). Arang aktif

merupakan senyawa karbon amorf yang sebagian besar terdiri atas karbon bebas

serta memiliki permukaan dalam (internal suface) yang mempunyai luas

permukaan antara 300-3500 m2/gram dan hal ini berhubungan dengan struktur

pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai daya serap (absorben)

yang baik (Anonimous, 2005). Daya serap (absorpsi) arang aktif umumnya

bergantung pada jumlah senyawaan karbon bebas yang berkisar 85 95%. Arang

aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu, daya serap

arang aktif sangat besar yaitu 25-1000% terhadap berat arang aktif (Sembiring dan

Sinaga, 2003).


20/50

20

Adsorpsi merupakan suatu proses dimana suatu partikel terperangkap ke

dalam struktur suatu media seolah-olah menjadi bagian dari keseluruhan media

tersebut, proses ini di jumpai terutama dalam media karbon aktif (Ketaren dalam

Dalimunthe 2009). Tongkol jagung adalah salah satu bahan baku yang kualitasnya

cukup baik dijadikan karbon aktif.

Arang aktif dapat dibagi atas 2 tipe, yaitu arang aktif tipe pemucat dan

sebagai penyerap uap. Arang aktif sebagai pemucat umunya berbentuk bubuk

(powder) yang sangat halus diameter pori mencapai 1000 . Dalam fase cair

digunakan untuk menghilangkan zat-zat pengganggu yang menyebabkan warna

dan bau yang tidak diinginkan serta membebaskan pelarut dari zat-zat peng-

ganggu. Arang aktif sebagai penyerap uap umumnya dalam bentuk butiran

(granular) atau pelat yang sangat keras dan diameter pori berkisar 10-200.

Pada dasarnya arang aktif dapat dibuat dari bahan baku yang berasal dari

hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah atau mineral yang mengandung karbon antara

lain tulang, kayu, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa, sabut kelapa, ampas

tebu, serbuk gergaji dan batubara (Sembiring dan Sinaga, 2003).

Prinsip pembuatan arang aktif adalah proses karbonasi, yaitu proses

pembentukan tongkol jagung menjadi arang (karbon), kemudian diaktifasi dengan

bahan-bahan kimia seperti NaOH, ZnCl2, asam-asam anorganik misalnya asam

sulfat dan asan fosfat, garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfat. Proses

aktifasi ini bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan

ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga

arang mengalami perubahan sifat baik fisika maupun kimia sehingga permukaan-

nya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi (Isa, 2007).


21/50

21

2.2. Kerangka Berpikir

Tanaman jagung hampir tersebar di seluruh wilayah Indonesia, karena

jagung dapat tumbuh di seluruh wilayah Indonesia baik dataran tinggi maupun

rendah. Data ini menunjukkan bahwa hasil tanaman jagung sangat melimpah.

Badan Pusat Statistik (BPS) melaporkan bahwa luas lahan pertanian jagung di

Indonesia tahun 2005 adalah 3.356.914 ha dengan produksi 11.225.243 ton

pipilan. Jika produksi jagung pipilan kering dapat mencapai 3 hingga 4 ton

perhektar, maka limbah tongkol yang dihasilkan tentu lebih besar jumlahnya.

Pemanfaatan sisa atau limbah pasca panen jagung ini hanya sedikit sekali yang

dimanfaatkan menjadi produk seperti pupuk, bahan bakar memasak penduduk di

sekitar pertanian, dan bahkan hanya dibuang atau dibakar. Tentunya hal ini akan

menjadi masalah baru bagi lingkungan, terutama karena pembakaran itu akan

menimbulkan polusi udara yang hebat dan juga membahayakan lingkungan.

Untuk menjadikan tongkol jagung lebih bermanfaat dan bernilai ekonomi, maka

diperlukan suatu teknologi untuk mengubah limbah ini menjadi briket arang

sebagai bahan bakar alternatife yang dapat mengantikan bahan bakar minyak dan

gas, maupun dijadikan bahan baku pemuatan arang aktif.

Untuk mengoptimalkan penggunaan limbah tongkol jagung menjadi

bahan bakar alternatif sebagai bahan bakar pengganti minyak tanah maupun gas,

maka perlu adanya optimalisasi dalam meningkatkan efektifitas dan efisiensi dari

bahan bakar alternatif tersebut. Untuk itu melalui penelitian ini akan dilakukan

bagaimana limbah tongkol jagung dapat dimanfaatkan menjadi briket arang

sebagai energi alternatif pengganti bahan bakar minyak dan gas serta dijadikan

arang aktif sebagai penyaring pada pemurnian minyak goreng bekas.


22/50

22

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan dari bulan April September

2012. Lokasi penelitian adalah laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Negeri Gorontalo.

3.2. Alat dan Bahan yang Digunakan

Alat yang digunakan berupa drum penggarangan (proses karbonasi), alat

pengepres, cetakan briket, kompor briket, ayakan, grafit furnace, corong Buckner,

pompa vakum, desikator, oven, seperangkat alat titrasi, dan peralatan gelas kimia

lainnya.

Bahan yang digunakan berupa limbah tongkol jagung, tepung kanji sebagai

perekat, NaOH, Iodium, minyak goreng bekas, air.

3.3. Cara Kerja

Teknik Proses Pembuatan Briket dan Arang Aktif

a. Proses Karbonasi (pengarangan)

Limbah tongkol jagung yang telah dipilih dimasukkan ke dalam drum

pengarangan disusun sedemikian rupa hingga hampir penuh, drum ditutup rapat

kemudian api dinyalakan melalui lubang ventilasi/tempat bagian dasar drum,

proses pembakaran dibiarkan sehingga semua bahan habis terbakar. Setelah

dingin dilakukan pembongkaran dan arang yang dihasilkan dipisahkan dari abu

sisa pembangkaran untuk proses lebih lanjut.


23/50

23

b. Proses Pembuatan Briket Arang (Pembriketan)

Arang dari proses karbonasi digiling atau dihaluskan dan diayak kemudian

ditambahkan perekat dari lem kanji yang telah disiapkan dengan perbandingan

10% bagian perekat dari berat arang dan diaduk hingga semuanya tercampur

secara merata. Adonan yang sudah jadi siap untuk dicetak menjadi briket dengan

bentuk kubus atau silender dengan cara memasukkan adonan ke dalam cetakan

kemudian dipress dengan alat pengepres. Briket arang yang sudah dicetak

kemudian dikeringkan/dijemur dibawah sinar matahari hingga kering betul dan

briket siap digunakan untuk keperluan rumah tangga sebagai bahan bakar

alternatif.

c. Proses Pembuatan Arang Aktif

Arang dari proses karbonasi dihaluskan kemudian diaktivasi baik dengan

cara kimia yaitu mencampurkan larutan NaOH ke dalam arang diaduk hingga

merata kemudian dimasukkan ke dalam tungku furnace pada suhu 650oC850oC

selama 3 jam dan didinginkan di dalam desikator.

d. Uji Coba Produk

Briket arang yang dihasilkan digunakan untuk memasak atau memanaskan

air dengan menggunakan kompor briket yang telah dibuat. Di ukur jumlah kalor

yang dihasilkan dari berat tertentu briket arang yang dihasilkan.

Arang aktif yang sudah jadi di uji daya absorsinya terhadap warna dengan

menggunakan larutan iodium dan membandingkannya dengan sederet larutan

iodium standar yang diketahui konsntrasinya. Dengan mengetahui daya

absorbsinya terhadap iodium maka langkah selanjutnya arang aktif akan


24/50

24

digunakan untuk menyaring/memurnikan minyak goreng bekas yang diperoleh

dari tempat penjualan pisang goreng, tahu atau tempe goreng yang berada

disekitaran Asrama Nusantara Universitas Negeri Gorontalo.

Untuk lebih jelasnya proses alur penelitian digambarkan pada gambar 3.1.


25/50

25

Pembuatan

Arang Aktif

Pembuatan Briket Arang

Bahan BakuPemasukan Dalam

Tungku PengaranganPembakaran

Penutupan Tungku Pengarangan

8 jamPendinginanPembongkaran

Penggilingan

Diayak

Produk Arang Aktif

Uji Iod

Pemurnian Minyak

Goreng Bekas

Arangkarbonasi

Diaktivasi:

Kimia: larutan NaOHFisika: Suhu 650oC-850oC

Penggilingan/dihaluskan

Di Ayak

Pencampuran arang dan

Lem tepung kanji

Pencetakan Briket

Pengeringan Briket

Produk Briket siap

digunakan

Bagan 3.1. Pembuatan Briket dan Arang Aktif

Uji kalor Briket Arang


26/50

26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Briket Arang

Arang tongkol jagung hasil karbonasi dihaluskan kemudian dicampur

dengan lem perekat yang dibuat dari tepung sagu dengan perbandingan: 1 : 3, 1: 4,

2 : 3, 2 : 5. Semua bentuk perbandingan dicetak menjadi briket dalam bentuk

selinder dengan tingi 6,5 cm dan diameter 4 cm, dikeringkan selama 2-3 hari.

Briket arang tongkol jagung yang dihasilkan diuji sifat fisika dan kimia,

data hasil pengukuran ditunjukkan pada table 4.1.

Table 4.1: Data Pengukuran Sifat Fisik dan Kimia Briket Arang Tongkol Jagung

No Sifat fisika dan kimia

Komposisi Bahan Baku arang dan

perekat

1 : 3 1 : 4 2 : 3 2 : 5

1 Kadar air ( %) 6,66 7,30 8,66 7,50

2 Kadar Abu ( %) 3,28 3,11 3,50 34,40

3 Dekomposisi Senyawa Volatil (%) 44,58 58,99 62,02 51,30

4 Kadar Karbon terikat ( %) 45,48 54,56 25,84 41,20

5 Kerapatan g/cm 0,63 0.60 0,56 0,55

6 Nilai kalor(kal/gr) 6757 6150 3758 2912

4.1.1. Kadar Air

Kadar air dapat berpengaruh pada kualitas briket arang, semakin rendah

kadar air semakin tinggi nilai kalor dan daya pembakarannya. Arang mempunyai

kemamapuan menyerap air yang sangat besar dari udara disekelilingnya.

Kemamapuan menyerap air dipengaruhi oleh luas permukaan dan pori-pori arang

dan dipengaruhi oleh kadar karbon terikat yang terdapat pada briket tersebut.

Dengan demikian semakin kecil kadar karbon terikat pada briket arang,


27/50

27

kemampuan briket arang menyerap air dari udara sekililingnya semakin besar

(Earl,1974 dalam Rustini, 2004 ).

Dalam penelitian ini nilai kadar air rata-rata dalam briket arang tongkol

jagung adalah 7,53 %, harga ini memperlihatkan bahwa kandungan air dalam

briket arang tongkol lebih rendah briket impor (6-8)%, briket Jepang (6-8)% dan

lebih tinggi dari briket USA (6)%, dan briket Inggris (3-4)%. Kadar air pada

briket arang tongkol jagung dari table 4.1 dapat digambarkan pada grafik 4.1.

variasi 1

: 3

variasi 1

: 4

variasi 2

: 3

variasi 2

: 5

Nilai Kadar Air 6.66 7.3 8.66 7.5

0

2

4

6

8

10

KadarAir%

Gambar 4.1. Grafik Kadar Air pada Tongkol Jagung

Dari grafik 4.1, nilai kadar air terendah adalah 6,66 % yang terdapat pada

briket arang tongkol jagung dengan perbandingan 1 : 3. Nilai kadar air tertinggi

adalah 8,66 % yang terdapat pada briket arang tongkol jagung dengan

perbandingan 2 : 3 , hal ini disebabkan karena setiap perbandingan memiliki

jumlah pori-pori yang berbeda sehingga kemampuan menyerap airnya pun

berbeda pula.

Kandungan air berhubungan dengan penyalaan awal bahan bakar, makin

tinggi air makin sulit penyalaan bahan bakar tersebut, karena diperlukan energi

untuk menguapkan air dari bahan bakar. Untuk itu untuk menguapkan air dari


28/50

28

briket maka perlu dilakukan teknik pengeringan 2-3 jam dalam sehari, sehingga

selain mengurangi kadar air juga mengurangi retakan-retakan pada briket.

4.1.2 Kadar Abu

Abu merupakan bagian tersisa dari proses pembakaran yang sudah tidak

memiliki unsur karbon lagi. Unsur utama abu adalah silika dan pengaruhnya

kurang baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Semakin tinggi kadar abu maka

semakin rendak kualitas briket Karena kandungan abu yang tinggi dapat

menurunkan nilai kalor briket arang. Dari grafik 4.2 menunjukkan besarnya kadar

abu yang terkandung pada briket tongkol jagung.

varias

i 1 : 3

varias

i 1 : 4

varias

i 2 : 3

varias

i 2 : 5

Nilai Kadar Abu 3.28 3.11 3.5 3.4

2.9

3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

KadarAbu(%)

Gambar 4.2. Grafik Kadar Abu Tiap Briket Tongkol Jagung

Kadar abu rata terendah sebesar 3,11%, diperoleh dengan perbandingan

varuiasi 1 : 4 sedangkan kadar abu tertinggi sebesar 3,50% dengan perbandingan

perbandingan 2 : 3. Kandungan kadar abu dalam briket arang tongkol jagung

tertinggi adalah (3,50) %, nilai kandungan ash (kadar abu) rata-rata ini lebih

rendah dari standar Briket Komersial yaitu (5,26)%, dan rendah dengan

Briket Impor (5-6) % dan Briket Jepang (5-7)%, tetapi lebih rendah dari Briket

USA (16)% dan Briket Inggris (8-10) %. Semakin banyak perekat maka

kandungan abu semakain tinggi dan memilik kalor yang rendah.


29/50

29

4.1.3. Dekomposisi Senyawa Volatile

Senyawa volatile adalah zat yang dapat menguap sebagai hasil dekom-

posisi senyawasenyawa didalam arang selain air. Kandungan kadar zat menguap

yang tinggi didalam briket arang akan menimbulkan asap yang lebih banyak pada

saat briket dinyalakan, hal ini disebabkan oleh adanya reaksi antara karbon

monoksida (CO). (Hendra dan Pari, 2002., Rustini, 2004).

variasi

1 : 3

variasi

1 : 4

variasi 2

: 3

variasi

2 : 5

Nilai Dekomposisi

Senyawa Volatil64.85 58.99 44.72 51.3

010203040506070

SenyawaVolatile

%

Gambar 4.3. Grafik Dekomposisi Senyawa Volatil Briket Arang Tongkol Jagung

Kandungan rata-rata dekomposisi senyawa volatil dalam briket tongkol

jagung adalah 54,96% (nilai rata-rata pada setiap bahan) berat, kandungan

dekomposisi senyawa volatil ini melebihi standar Briket Komersial, Briket

Impor, Briket Inggris, dan Briket USA.

Semakin tinggi kandungan dekomposisi senyawa volatil pada briket maka

briket tersebut akan semakin mudah untuk terbakar dan menyala (Samsul, 2004

dalam Erikson 2011). Dekomposisi senyawa volatil dalam bahan bakar berfungsi

untuk menstabilkan nyala dan percepatan pembakaran arang.

Kadar dekomposisi senayawa volatil tertinggi sebesar 64,85 % diperoleh

pada briket arang dengan perbandingan perbandingan perekat sagu dan bubuk

arang tongkol jagung (1 : 3). sedangkan kadar dekomposisi senyawa volatil


30/50

30

terendah sebesar 44,72% diperoleh pada briket dengan perbandingan dengan

perbandingan pereket sagu dan bubuk arang tongkol jagung (2: 3).

Penambahan perbandingan antara sagu dan arang tongkol jagung 1: 3

maka briket tongkol jagung mengalami dekomposisi senyawa volatil dengan rata

penguapan tertinggi 64,85 % ini pengaruhi campuran perekat sagu maka kadar

dekomposisi senayawa volatile ditentukan oleh kesempurnaan proses karbonasi.

Kadar dekomposisi senyawa volatil yang tertinggi disebabkan tidak sempurnanya

proses karbonasi.

Kadar dekomposisi senyawa volatil dipengaruhi oleh suhu dan waktu

pengarangan, semakin besar suhu dan waktu maka semakin banyak dekomposisi

senyawa volatile yang terbuang selama proses pengarangan sehingga kandungan

dekomposisi senyawa volatil akan semakin kecil (Gafar et al., 1999 dalam

Rustini, 2004 ).

Menurut Hendra dalam Erikson (2011), tinggi rendahnya dekomposisi

senyawa volatil yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis bahan baku, sehingga

perbedaan jenis bahan baku berpengaruh nyala pada nilai dekomposisi senyawa

volatil tiap briket arang.

4.1.4. Kadar Karbon Terikat

Kandungan karbon terikat pada briket arang dipengaruhi oleh nilai kadar

abu dan kadar dekomposisi senyawa volatil. Kadar karbon terikat akan bernilai

tinggi apabila nilia kadar abu dan kadar dekomposisi senyawa volatil rendah.

Briket yang baik memiliki kadar karbon tinggi.

Kandungan karbon terikat rata-rata briket tongkol jagung dengan perekat

kanji (sagu) adalah 34,18 %, harga ini menunjukkan bahwa nilai kabon terikat


31/50

31

briket tongkol jagung berada dibawah standar briket komersial, briket impor,

briket jepang, briket inggris, briket USA, dan SNI. Grafik 4.4 menunjukkan

karbon terikat tiap bahan baku yang digunakan dalam briket tongkol jagung.

variasi

1 :3

variasi

1 :4

variasi

2 : 3

variasi

2 : 5

Nilai Karbon

Terikat 25.21 30.6 43.12 37.8

0

10

20

30

40

50

NilaiKarbonTeikat%

Gambar 4.4. Grafik Karbon Terikat Tiap Briket arangTongkol Jagung

4.1.5. Nilai Kalor (HV)

Nilai kalor menjadi parameter mutu paling penting bagi briket arang

sebagai bahan bakar sehingga nilai kalor sangat menentukan kualitas briket arang.

Semakin tinggi nilai kalor bakar briket arang, semakin tinggi pula kualitas briket

yang dihasilkan.

Dengan perbandingan perekat sangat berpengaruh terhadap nilai kolor

terlihat dari grafik 4.5 perbandingan 1: 3 memilik nilai kalor tertinggi

dibandingankan perbandingan yang lain ini di sebabkan semakin banyak perekat

yang digunakan dalam briket maka kualitas briket kurang baik. Semakin banyak

perekat maka semakin banyak abu yang di hasilkan, nilai kalor sangat

dipengaruhi oleh kadar abu briket arang. Semakin rendah kadar abu briket arang

maka akan meningkatkan nilai kalor bakar briket arang yang dihasilkan. Nilai

kalor paling tetinggi dari briket arang tongkol jagung yaitu briket arang tongkol

jagung dengan perbandingan perbandingan 1 : 3 dengan nilai kalor 6757 kal/gram.


32/50

32

Sedangkan nilai kalor yang terendah dari briket arang tongkol jagung yaitu briket

arang tongkol jagung dengan perbandingan 2 : 5 dengan nilai kalor 2912

kal/gram.

Nilai kalor untuk perbandingan 1: 3 dengan nilai 6757 kal/gram dan

perbandingan 1 : 4 dengan nilai 6150 kal/gram nilanya lebih tinggi dari standar

nilai briket SNI, dan standar nilai impor, lebih tinggi dengan standar nilai kalor

briket Inggris, standar nilai kalor briket Jepang dan nilai kalor briket Amerika.

Nurhayati (1974) dalam Erikson (2011) nilai kalor dipengaruhi oleh kadar

air dan kadar abu briket arang, semakin tinggi kadar abu dan kadar air briket

arang maka akan menurunkan nilai kalor bahan briket arang yang dihasilkan.

variasi

1: 3

variasi

1: 4

variasi

2 : 3

variasi

2 : 5

Nilai Kalor 6757 6150 3758 2912

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Kalo

r(kal/gram)

Gambar 4.5. Grafik Kadar Kalor pada Briket Arang Tongkol Jagung

4.1.6. Uji Kerapatan briket

Kerapatan berpengaruh terhadap kualitas briket arang, briket arang dengan

kerapatan yang tinggi dapat meningkatakan Nilai kalor bakar briket arang. Besar

kecilnya kerapatan dipengaruhi oleh ukuran dan kehomogenan arang penyusun

briket arang tersebut. Semakin tinggi keseragaman ukuran serbuk arang maka

akan menghasilkan briket arang dengan kerapatan dengan keteguhan yang

semakin tinggi pula (Nurhayati, 1983 dalam Rustini, 2004 )


33/50

33

variasi

1 : 3

variasi

1 : 4

variasi

2 : 3

variasi

2 : 5

Nilai Kerapatan 0.63 0.56 0.56 0.55

0.5

0.52

0.54

0.56

0.58

0.6

0.62

0.64

Kerapatan(gr/cm3

Gambar 4.6. Grafik Uji fisik kerapatan briket barang tongkol jagung.

Uji kerapatan dapat dilihat pada gambar grafik diatas. Kerapatan terendah

sebesar 0,55 g/cm3 diperoleh pada briket dengan perbandingan perekat 2 : 5

sedangkan kerapatan tertinggi sebesar 0,63 g/cm3 dengan perbandingan 1 : 3

semakin banyak perekat yangan digunakan maka semakin baik kerapat

briket,tetapi tergantung tekstur dari sampael yang digunakan, tongkol jangung

memiliki bahan tekstur kerapat yang rendah maka pengunakan petekat yang baik

sesuai berat sampel yang digunakan.

Uji kerapatan briket tongkol jagung lebih tinggi dengan kerapatan rata-

rata sebesar 0,57 g/cm3dari standar briket kemersial dengan kerpatan 0,4 g/cm3

.standar briket impor dengan kerapat 0,53 g / cm3 , tapi lebih rendah dari mutu

standar briket jepang dengan kerapat 1- 1,2 g/cm3dan inggris dengan kerapat 1,0-

1,2 g/cm3.

Menurut Adan (1998) dalam Noldi, (200), jumlah perekat yang diguana-

kan dalam pembuatan briket arang 10% dari berat arang yang digunakan dalam

pembuatan beriket tersebut.


34/50

34

4.2. Arang Aktif

4.2.1. Pembuatan Arang Aktif

Arang hasil karbonasi dihaluskan dengan tujuan untuk memperbesar luas

permukaan karbon, kemudian diayak dengan ukuran 20 mesh untuk

menyeragamkan ukuran pori pada karbon aktif sehingga pada proses adsorpsi

efisien dan teratur, selanjutnya diaktivasi. Larutan aktifator yang digunakan

adalah NaOH dengan fariasi konsentrasi yaitu NaOH 1, 2, dan 3 N dengan waktu

perendaman selama 24 jam (satu malam). Setelah satu malam arang hasil aktifasi

ditiriskan dan dibiarkan selama 2-3 hari dalam suhu kamar, setelah itu Serbuk

karbon aktif kemudian di cuci dengan HCl untuk melarutkan mineral-mineral

yang masih belum hilang pada proses karbonisasi dan dilanjutkan dengan

pencucian menggunakan air panas sampai pH netral. Hal ini bertujuan untuk

menghilangkan kandungan NaOH yang terjebak dalam pori-pori karbon. Serbuk

karbon aktif kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 1050C sampai kering.

Pemanfaatan kulit, biji, dan tongkol jagung dipercaya mempunyai banyak

manfaat karena banyaknya unsur-unsur yang terkandung di dalamnya, disamping

sebagai sayuran dan makanan ternak, tongkol jagung juga dimanfaatkan sebagai

adsorben. Seperti pada penelitian ini, tongkol jagung dijadikan karbon aktif

sebagai adsorben untuk menjernihkan minyak goreng bekas.

4.2.2. Pemurnian Minyak Goreng Bekas

Minyak goreng bekas merupakan minyak yang sudah tidak layak

dikonsumsi, selain berwarna gelap, menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan.

Mutu minyak goreng bekas sudah sangat rendah karena adanya kandungan

senyawa asam lemak bebas (FFA), peroksida, dan bilangan penyabunan yang


35/50

35

tinggi. Jadi minyak goreng perlu dimurnikan kembali dengan cara minyak

dipanaskan sampai suhu 800C kemudian ke dalamnya ditambahkan adsorben

(arang aktif) sebanyak 5% (W/W) dan diaduk selam 30 menit.

Mutu minyak goreng dapat ditingkatkan lagi dengan menyaringnya

berulang-ulang dengan arang aktif limbah tongkol jagung sebagai absorben.

Proses pemurnian minyak goreng bekas pada penelitian ini dilakukan dengan cara

pemucatan (bleaching). Proses bleaching merupakan proses pemurnian untuk

menghilangkan zat-zat warna yang tidak disukai dengan menggunakan adsorben.

Zat warna dalam minyak, suspensi koloid (gum dan resin) serta hasil degradasi

minyak, misalnya peroksida dan asam lemak bebas akan diserap oleh permukaan

karbon aktif pada proses bleaching(Yulianty dkk, 2010).

Proses bleaching pada penelitian ini dilakukan dengan mereaksikan

minyak goreng bekasdengan karbon aktif tongkol jagung, yaitu sejumlah minyak

dipanaskan pada suhu 700C, kemudian ditambahkan serbuk karbon aktif tongkol

jagung dengan suhu ditingkatkan 1000C pada 5 menit pertama dilakukan

pengadukan dengan magnetik stirer selama 60 menit. Peningkatan suhu ini

bertujuan untuk mempercepat reaksi antara karbon aktif dengan asam lemak bebas

peroksida, sedangkan waktu dan pengadukan bertujuan untuk mencapai

kesetimbangan adsorpsi, jika fase cairan yang berisi adsorben diam, maka difusi

adsorbat melalui permukaan adsorben akan lambat, oleh karena itu diperlukan

pengadukan untuk mempercepat proses adsorpsi. Pengadukan juga dimaksudkan

untuk memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan

senyawa serapan. Selanjutnya disaring dengan kertas saring dengan bantuan

pompa vakum (Wiyaningsih 2010).


36/50

36

4.2.2.1. Asam Lemak Bebas (FFA)

Asam lemak bebas merupakan dasar untuk mengetahui umur minyak,

kemurnian minyak, dan tingkat hidrolisis. Asam lemak bebas dengan kadar lebih

dari 0,2% dari berat minyak mengakibatkan zat warna (flavour)yang tidak disukai

dan meracuni tubuh, apabila trigliserida bereaksi dengan air maka menghasilkan

gliserol dan asam lemak bebas.

H2C

HC

H2C O C R 3

OO C R2

OO C R1

O

+ 3H2O

H2C

HC

H2C

OH

OH

OH

+ 3RCOOH

Trigiliserida

Air

Gliserol

Asam Lemak Bebas

Gambar 4.7. Reaksi pembentukan asam lemak bebas

Analisa asam lemak bebas minyak goreng bekas, bleaching dilakukan

dengan metode titrasi asam basa. Sejumlah minyak dilarutkan dalam etanol,

penggunaan pelarut etanol yang polar ini dimaksudkan agar asam lemak bebas

yang bersifat non polar dan larut dalam minyak dapat larut pada fase yang sama

dengan NaOH. Larutan NaOH ini bersifat polar, sehingga pada saat titrasi asam

lemak bebas dengan NaOH dapat berinteraksi, karena etanol ini gugus OH

sifatnya hidrofil (suka air) dan rantai karbon CH3CH2bersifat hidrofob, kemudian

dilakukan pemanasan agar larut sempurna dan ditambahkan indikator pp,

selanjutnya dititrasi dengan NaOH sampai terbentuk warna merah jambu yang

tidak hilang selama 30 detik.

Terbentuknya warna merah jambu setelah dititrasi dengan sejumlah NaOH

menunjukkan NaOH telah bereaksi sempurna dengan asam lemak bebas karena


37/50

37

pada kenaikan pH 8-9 indikator pp yang tidak berwarna akan berubah menjadi

merah. Data hasil penurunan FFA pada minyak goreng bekas, sebelum dan

sesudah pemurnian disajikan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Asam lemak Bebas (FFA) sebelum dan sesudah pemurnian

Minyak % FFA

Minyak goreng bekas sebelum pemurnian sampel A1 0,48

Minyak goreng bekas sesudah pemurnian sampel A1 0,19



Ket. Sampel A1= minyak goreng bekas pemakaian kurang dari 5 kaliSampel A2= minyak goreng bekas pemakaian lebih dari 5 kali

Tabel 4.2 menunjukan bahwa pada tahap pemurnian minyak goreng bekas

terjadi penurunan asam lemak bebas (FFA) secara signifikan. Penurunan asam

lemak bebas ini disebabkan oleh penyerapan (adsorpsi) oleh karbon aktif tongkol

jagung, karena karbon aktif tongkol jagung memiliki luas permukaan dan pori-

pori yang besar, sehingga dapat mengikat dan menyerap senyawa asam lemak

bebas pada permukaannya. Daya adsorpsi terjadi karena adanya perbedaan energi

potensial antara permukaan karbon aktif tongkol jagung dengan minyak. Karbon

aktif tongkol jagung sangat potensial untuk digunakan sebagai pemucat

(bleaching) minyak goreng bekas karena dapat mengadakan ikatan tarik menarik

antar molekul. Data hasil penurunan asam lemak bebas minyak goreng (curah),

bekas, disajikan pada gambar 4.8.


38/50

38

Gambar 4.8. Grafik hubungan % FFA sebelum dan sesudah pemurnian

4.2.2.2. Angka Peroksida

Peroksida merupakan produk awal terjadinya kerusakan pada minyak

goreng akibat terjadinya reaksi autoksidasi pada minyak. Analisa angka peroksida

pada penelitian ini yaitu minyak goreng bekas hasil penyaringan (minyak curah),

bekas, bleaching dilakukan dengan metode iodometri, dengan cara sejumlah

minyak dilarutkan dalam campuran asetat:kloroform yang mengandung KI, maka

akan terjadi pelepasan iodin (I2).

Iodin yang bebas dititrasi dengan natrium tiosulfat, selanjutnya ditambah-

kan indikator amilum sampai terbentuk warna biru, kemudian dititrasi lagi dengan

natrium thiosulfat sampai warna biru hilang. Terbentuknya warna biru setelah

penambahan amilum, dikarenakan struktur molekul amilum yang berbentuk

spiral, sehingga akan mengikat molekul iodin maka terbentuklah warna biru.

(Aisyah 2010). Pengukuran angka peroksida ini dapat digunakan untuk

mengetahui kadar ketengikan minyak. Hasil analisa angka peroksida minyak

goreng bekas sebelum dan sesudah pemurnian dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 menunjukkan bahwa terjadi penurunan angka peroksida pada

proses bleaching dengan menggunakan arang aktif tongkol jagung. Penurunan


39/50

39

angka peroksida pada saat proses bleaching disebabkan oleh penyerapan

(adsorpsi) oleh karbon aktif tongkol jagung, karena karbon aktif tongkol jagung

memiliki luas permukaan dan pori-pori yang besar, sehingga dapat mengikat dan

menyerap senyawa peroksida.

Tabel 4.3. Angka peroksida sebelum dan sesudah pemurnian

Minyak

Angka peroksida

(meq/kg)

Minyak goreng bekas sebelum pemurnian sampel A1

Minyak goreng bekas sesudah pemurnian sampel A1

5,44

4,16

Minyak goreng bekas sebelum pemurnian sampel A2

Minyak goreng bekas sesudah pemurnian sampel A2

7,36

6,4

Data tabel 4.3 menunjukkan bahwa minyak goreng hasil bleachingbelum

memenuhi standar SNI, namun dapat telah terjadi penurunan angka peroksida dari

masing-masing sampel, Meningkatnya mutu minyak tersebut, salah satunya

dikarenakan karbon aktif tongkol jagung yang diinteraksikan dengan minyak

goreng bekas mampu mengadsorpsi zat warna dan bau yang tidak dikehendaki

serta mengurangi jumlah peroksida.

Karbon aktif tongkol jagung sangat potensial untuk digunakan sebagai

pemucat (bleaching) minyak goreng bekas karena dapat mengadakan ikatan tarik

menarik antar molekul. Data hasil penurunan angka peroksida minyak goreng

(curah), bekas, disajikan pada gambar 4.9.


40/50

40

H3C (CH2)7 CH

CH

(CH2)7 C

OH

O

Asam lemak tidak jenuh

+ O O H3C (CH2)7HC

HC (CH2)7 C

OH

O

O

O

Moloksida

H3C (CH2)7HC

HC (CH2)7 C

OH

O

O O

Peroksida

Gambar 4.9. Grafik hubungan angka peroksida sebelum dan sesudah pemurnian

Tingginya angka peroksida minyak goreng bekas diakibatkan proses

oksidasi pada saat proses pemasakan atau penyimpanan, sehingga terbentuklah

peroksida. Reaksi pembentukan peroksida pada minyak diakibatkan oleh reaksi

oksidasi oleh oksigen dengan sejumlah asam lemak tidak jenuh. Peristiwa ini

terjadi karena adanya adsorpsi, dimana adsorbat (senyawa peroksida) yang sudah

terserap pada permukaan serbuk karbon aktif tongkol jagung terlepas kembali,

yang dipengaruhi karena meningkatnya suhu interaksi selama proses (Astutik,

2010).

Gambar 4.10. Reaksi Pembentukan Peroksida

Oksidasi terjadi pada ikatan tidak jenuh dalam asam lemak, pada suhu

kamar sampai dengan suhu 1000C, setiap satu ikatan tidak jenuh dapat mengikat 2


41/50

41

H2C O

HC

H2C

C R1

O

O C R2

O C R3

O

O

Trigliserida

+ 3KOH

H2C OH

HC

H2C

OH

OH

+

O C R1

O

O C R2

O C R3

O

O

K

K

K

Gliserol Garam kalium asam lemak

atom oksigen, sehingga terbentuk persenyawaan peroksida yang bersifat labil.

Proses pembentukan peroksida ini dipercepat oleh adanya cahaya, suasana asam,

kelembapan udara dan katalis (Astutik, 2010).

Peroksida dapat mempercepat proses timbulnya bau tengik dan flavor

yang tidak dikehendaki dalam bahan pangan. Jika jumlah peroksida dalam bahan

pangan lebih besar dari 100 akan bersifat sangat beracun dan tidak dapat dimakan

serta mempunyai bau yang tidak enak. Untuk menurunkan angka peroksida dalam

minyak goreng salah satunya dapat dikurangi dengan menginteraksikan serbuk

karbon aktif tongkol jagung dengan peroksida dalam minyak goreng.

Interaksi antara peroksida dengan karbon aktif tongkol jagung dalam

penelitian ini dimungkinkan terjadi adsorpsi secara fisika karena setiap partikel-

partikel adsorbat yang mendekati ke permukaan adsorben melalui gaya van der

walls atau ikatan hidrogen, yakni melibatkan gaya antarmolekuler. Molekul yang

terbentuk dari adsorpsi fisika terikat sangat lemah dan energi yang dilepaskan

pada adsorpsi fisika relatif rendah sekitar 20 Kj/mol (Castellan dalam Istighfaro,

2010).

4.2.2.3. Angka penyabunan

Penyabunan adalah proses pemutusan lemak netral menjadi gliserol dan

asam lemak dengan adanya alkali seperti reaksi di bawah ini.

Gambar 4.11. Reaksi pemutusan lemak netral menjadi gliserol dan asam lemak


42/50

42

Bilangan penyabunan adalah menyatakan banyaknya mg KOH yang

diperlukan untuk menyabunkan secara sempurna 1g lemak atau minyak. KOH

yang digunakan dalam penelitian ini adalah KOH alkoholik 95 %. Analisa angka

penyabunan pada penelitian ini yaitu minyak goreng bekas hasil penyaringan

(minyak curah), bekas, bleaching dilakukan dengan cara sejumlah tertentu sampel

minyak/lemak direaksikan dengan basa alkali berlebih yang telah diketahui

konsentrasinya menghasilkan griserol dan sabun. Sisa dari KOH dititrasi dengan

menggunakan HCl yang telah diketahui konsentrasinya juga sehingga dapat

diketahui berapa banyak KOH yang bereaksi yang setara dengan asam lemak dan

asam lemak bebas dalam sampel. Hasil analisa angka penyabunan minyak goreng

bekas sebelum dan sesudah pemurnian dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Angka penyabunan sebelum dan sesudah pemurnian

Minyak

Angka

penyabunan (mg)





Tabel 4.4 menunjukkan bahwa sterjadi penurunan angka penyabunan secara

signifikan pada minyak goreng bekas pada proses bleaching. Penurunan angka

penyabunan ini disebabkan oleh adsorpsi karbon aktif tongkol jagung, karena

karbon aktif tongkol jagung memiliki luas permukaan dan pori-pori yang besar,

sehingga dapat mengikat dan menyerap senyawa penyabunan. Meningkat-nya

mutu minyak tersebut, salah satunya dikarenakan karbon aktif tongkol jagung

yang diinteraksikan dengan minyak goreng bekas mampu mengadsorpsi zat warna


43/50

43

dan bau yang tidak dikehendaki serta mengurangi jumlah angka penyabunan. Data

penurunan angka penyabunan minyak goreng (curah) bekas, disajikan pada

gambar 4.12.

Gambar 4.12. Grafik hubungan angka penyabunan sebelum dan

sesudah pemurnian

4.2.2.4. Daya Serap Karbon Aktif Terhadap Larutan I2

Hubungan antara konsentrasi larutan dengan daya adsorbsi pada

pembuatan karbon aktif dari tongkol jagung tampak pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hubungan antara konsentrasi larutan dengan daya adsorbsi terhadap

larutan iodium (I2).

No Konsentrasi NaOH Waktu (jam) Daya adsorpsi terhadap

larutan I2Iodium (%)

1 1 N 24 59,643

2 2 N 24 66,876

3 3 N 24 79,566

Dari tabel 4.5 terlihat bahwa semakin besar konsentrasi larutan NaOH

(aktifator) maka absorbsinya semakin besar, hal ini disebabkan karena makin

terbuka pori-pori dari karbon aktif sehingga daya serap karbon yang dihasilkan

semakin besar pula. Data penyerapan arang aktif terhadap larutan iodium

disajikan pada gambar 4.13.


44/50

44

Gambar 4.13. Hubungan konsentrasi larutan NaOH dengan daya

adsorpsi karbon aktif terhadap larutan I2


45/50

45

BAB V

PENUTUP

4.1. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Limbah tongkol jagung dapat dibuat menjadi briket arang dan arang aktif.

2. Briket arang yang dibuat dari limbah tongkol jagung dapat digunakan sebagai

energi alternatif pengganti bahan bakar minyak dan gas. Kalor yang

dihasilkan dari briket arang cukup tinggi berkisar 2912 kal/gram 6757

kal/gram.

3.

Arang aktif yang dihasilkan limbah tongol jagung dapat digunakan sebagai

absorben pada penyaringan minyak goreng bekas. Hal ini terbukti dapat

menurunkan FFA, angka peroksida, dan angka penyabunan.

4.2.

Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh ukuran partikel pada

pembuatan briket arang dan arang aktif.

2. Perlu dilakukan penelitian tentang pembuatan briket tanpa karbonasi.


46/50

46

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah, Siti, 2010, Penurunan Angka Peroksida dan Asam Lemak Bebas (FFA)

Pada Proses Bleaching Minyak Goreng Bekas Oleh Karbon Aktif PolongBuah Kelor (moringa oleifera. Lamk) dengan Aktivasi NaCl, Malang:

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malanghttp://ejournal.uin-

malang.ac.id (Diakses tanggal 12 Mei 2012)

Anonimous, 2003, Provil Proyek Industri Briket Arang Tempurung Kelapa,

Anonimous, 2005, Info Ristek, Media Informasi Ilmu Pengetahuan dan

Teknologi, LIPI, Vol. 3. No. 1

Astutik Puji, Ika Arnas, 2010, Pengaruh Suhu Interaksi Minyak Goreng Bekas

dengan Menggunakan Karbon Aktif Biji Kelor (Moringa oleifera. Lamk)

Terhadap Angka Iodin dan Angka Peroksida, Universitas Islam NegeriMaulana Malik Ibrahim Malang http://lib.uin-malang.ac.id (diakses tanggal 7

Juli 2012).

Dalimunthe, N. A, 2009. Pemanfaatan Minyak Goreng Bekas Menjadi Sabun

Mandi Padat, Medan: Sekolah Pascaserjana Universitas Sumatra

Utara.http://repository.usu.ac.id.(diakses tanggal 11 Februari 2012)

Erikson, Sinurat, 2011, Studi Pemanfaatan Briket Kulit Jamu Mente dan Tongkol

Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif. Tugas Akhir Fakultas Teknik

Universitas Hasanudin, Makasar.

Hendra dan Pari, G, 2002, Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri

Pengolahan Kayu. Makalah M.K. Falsafah Sains, Program PascasarjanaIPB, Bogor.

Isa, Ishak, 2007, Pelatihan Pembuatan Arang Aktif Pada Masyarakat di Desa

Batulayar Kecamatan Bongomeme Kabupaten Gorontalo, Laporan PPM

UNG,

Istighfaro, Nila, 2010. Peningkatan Kualitas Minyak Goreng Bekas dengan

Metode adsorpsi Menggunakan BentonitKarbon Aktif Biji Kelor (moringa

oleifera. Lamk), Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang

http://lib.uin-malang.ac.id.(Diakses Tanggal 6 juni 2012).

Noldi. N, 2009, Uji Komposisi Bahan Pembuat Briket Biorang Tempurung

Kelapa dan Serbuk Kayu Terhadap Mutu yang Dihasilkan .Skripsi Pertanian

Fakultas pertanian Universitas Sumatera Utara. Sumatera Utara.

Rustini, 2004. Pembutan Briket Arang Dari Serbuk Gergaji Kayu Pinus Dengan

Penambahan Tempurung Kelapa, Skripsi, Jurusan Teknologi Hasil Hutan,

Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Sembiring, M.T dan Sinaga, T.S, 2003, Arang Aktif, Pengenalan dan Proses

Pembuatannya, J. USU Digital Library.

Seran, J.B.1990., Bioarang untuk memasak, Edisi II, Liberti., Yogyakarta

Soeyanto ,T, 1982. Cara Membuat Sampah jadi Arang dan Kompos, Yudhistira,

Jakarta
http://ejournal.uin-malang.ac.id/http://ejournal.uin-malang.ac.id/http://ejournal.uin-malang.ac.id/http://lib.uin-malang.ac.id/http://repository.usu.ac.id/http://lib.uin-malang.ac.id/http://lib.uin-malang.ac.id/http://repository.usu.ac.id/http://lib.uin-malang.ac.id/http://ejournal.uin-malang.ac.id/http://ejournal.uin-malang.ac.id/


47/50

47

Wiyaningsih, Fajar. 2010. Pengaruh Perbandingan Suhu Pemanasan Karbon Aktif

Polong Buah Kelor (Moringa oleifera. Lamk) Terhadap Perubahan Angka

Peroksida Dan Asam Lemak Bebas (FFA) Pada Proses Bleaching Minyak

Goreng Bekas. Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang

http://lib.uin-malang.ac.id (diakses tanggal 7 Juli 2012).

Yulianty, E., Aisyah, S., Fasyah, A. G, 2010. Penurunan Angka Peroksida dan

Asam Lemak Bebas (FFA) Pada Proses bleaching Minyak Goreng Bekas

Oleh Karbon Aktif Polong Buah Kelor (Moriga Oliefera. Lemak ) dengan

aktifasi NaCl. Malang: Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahimmalanghttp://ejournal.uin-malang.ac.id (diakses tanggal 7 Juli 2012).
http://lib.uin-malang.ac.id/http://ejournal.uin-malang.ac.id/http://ejournal.uin-malang.ac.id/http://lib.uin-malang.ac.id/


48/50

48

LAMPIRAN

Foto Peralatan dan Kegiatan Penelitian

Tongkol JagungTongkol Jagung Siap Dikarbonasi

Proses karbonasi Tongkol Jagung Arang Tongkol Jagung

Tepung Kanji Adonan Arang Siap Cetak


49/50

49

Alat Cetak Briket Briket Arang Tongkol Jagung

Grafit Funace Alat Pengukur Kalor Briket Arang

Proses Aktivasi Arang Sampel Minyak Goreng Bekas


50/50

Minyak Goreng Bekas >10xPenggunaan

Pengujian Kemurnian MinyakGoreng Bekas

briket-arang-dan-arang-aktif-dari-limbah-tongkol-jagung.pdf

Documents